CBA生物标记物专题报告会(Biomarkers Workshop)成功举行

方小喵

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记者 at 华府华语
社区记者,负责华府社区新闻
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2015年以来,精准医学已成为全球生物医药行业的研发热点,“精准”的理念也被广泛地采纳和应用。精准医学,就是应用现代分子生物学、分子病理学、分子遗传学、分子影像技术、生物信息技术以及目前热门的大数据技术、智能化技术等,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类和诊断,制定具有个性化的疾病预防和诊疗方案。包括对风险的精确预测,疾病精确诊断,疾病精确分类,药物精确应用,疗效精确评估,疗后精确预测等。精准医学是医学自身发展的客观必然,而精准诊断是精准医学的首要一环。

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目前世界医学临床实践的局限性,在于主要依靠病人主诉、临床症状、生理生化指标和影像学改变。其基础是组织和器官的病理生理改变。然而隐藏在这些组织器官改变的下面,是大量的深层次分子生物学改变,对这些分子的改变的了解和理解将大大推动临床疾病的分子分型、新药开发、治疗的安全高效以及精准的预后。因此,人类的健康水平将有一个质的飞跃。而生物标记物正是分子层面与人类健康和疾病相关的可测量的生物指标。它的准确检测是反映疾病的发生、发展、状态、以及对治疗的反应的集中指示,所以生物标记物就成为了实现精准医学的关键研究对象。对生物标记物的发现,鉴定,测量,数据解读贯穿于整个药物开发的全过程。而在肿瘤治疗领域中新出现的免疫治疗和细胞治疗又对biomarker的研究和发现带来了新的挑战,新的内容,使得biomarker的研发越发多元、复杂、精彩。

两个月前,美国华人生物医药协会(CBA)成功地召开了2018年的年会。90%的演讲嘉宾都在谈精准医学框架下的疾病研究、新药开发、临床结果、监管法律等,把年会办成了一个解读精准医学、实践精准医学、交流精准医学、展望精准医学的精彩纷呈的大会。8月11日上午CBA又组织了以生物标记物(Biomarkers)为专题的报告会(Workshop),众多活跃在大华府地区生物医药领域的专业人员参加了报告会。报告会还采用了网络或大会call in的方法,让无法到现场的朋友也有机会参加这次活动。因此,有100多位CBA成员参加了这次报告会。

报告会由CBA workshop的负责人王翀主持;由CBA前会长沈栋回顾介绍了CBA成立成长,发展壮大的历史。CBA的使命就是在中美生物医药行业间架起沟通的桥梁,以助双方合作共赢、并肩发展、创新创业、造福民众。自1996年成立起,已成为具有3000多会员、多个分支机构的非盈利性的大型专业组织,在中美两地都已形成广为人知、颇具影响的规模。沈会长号召与会的成员积极参与CBA的各项活动,把CBA办成CBA成员的家。

CBA Biomarker and Diagnostics Study Group的负责人杨宏鈞博士接着介绍了新成立的Biomarker学习小组的情况。在上述精准医学和生物医药行业迅猛发展的形势下,为适应行业发展的需求,为进一步活跃CBA的活动形式、满足广大成员积极上进的欲望,为加深对生物标记物科学的认识与理解、促进本地各单位间的互动与合作、活跃及发展地域经济,为加强CBA成员间的相互了解、建立更深层次的交流与伙伴关系等,在CBA总部的大力支持下,杨宏鈞、余红、邢传华、朱沛轩等从去年年底起就开始筹划和组织这个学习小组。今年5月正式成立。现有注册成员24人。成员来自各行各业,诸如:大学、研究院所、生物技术公司,制药企业,CRO等。显然,这个学习小组的方向就是与Biomarker相关的科学、技术、临床应用。每月活动一次(暂定),每次两小时。每次活动时,一半时间是由主讲人员演讲,另一半时间就是由大家自由发言。为了方便大家的参与,活动的方式也相当灵活。除了到现场来参会以外,还可通过网络或电话来参与。这个小组的一个最大的特点就是充分调动每个成员的积极性,鼓励自学与互助,既分享又贡献,成为一个良性的、和睦的educational network。这个组的另一个重要特点,就是所有学习、讨论的内容都必须在公共知识范畴之内,因此,不得涉及任何专利、技术秘密、商务秘密、政府秘密等。到目前为止,这个小组活动了三次,主要就是消化、回顾、学习ASCO和CBA年会的精彩内容。每次讨论的氛围总是十分热烈,两小时的时间过得太快,还不过瘾。今年还将继续学习研讨FDA的有关regulation,NGS技术平台和数据解读,临床研究的个案分析,等等。欢迎大家来关注CBA Biomarker and Diagnostics Study Group。

接着,CBA Biomarker Workshop的大戏正式粉墨登场。第一位演讲嘉宾是West Virginia University的医学副教授Patrick Ma。他也是该校肿瘤研究所及该州肺癌大项目的负责人。他的报告题目是“Expanding the lung cancer biomarker territories: Linking tumor genomic mutational and immune repertoire landscapes”。马教授指出,与其他癌症相比,肺癌已是第一杀手,而且死亡率在美国还在逐年增长。他还注意到Appalachia山区的发病率要比其他非山区地域的要高,West Virginia地区的肺癌发病率也比美国其他地区要高。这里除了吸烟以外,更应看到生物学的内在因子。因此,必须从基因组学着手探其究竟。自进入基因组学时代来,在肺腺癌中已发现的生物标记物有:KRAS, EGFR, BRAF, NET ex14, ERBB2, ROS1 fusion, ALK fusion, MAP2K1, RET fusion, NARS, HARS等。随着基础研究和临床研究的深入进行,肺癌的各种复杂性逐步显现出来了。特别是肿瘤细胞的异质性引起了普遍的关注。TP53,BRAF,EGFR,MET(cMet)被认为是最主要的驱动基因。

1984年,T-细胞受体被发现并导致基因克隆出生,至今免疫肿瘤学已有30多年历史了。人体免疫系统的调控机制是早已公认的。但这种调控机制是否可用来治疗癌症,直到PD-1/PD-L1的发现才打开了免疫肿瘤学的新时代,是癌症诊治史上的突破。但是,PD-1/PD-L1的发现,既不出自基因组学,也不出自蛋白组学。因此,如何理解免疫疗法的新星与基因组学的关联呢?马教授正是抓住了这个要领把听众带进了一个“车到山前疑无路,柳暗花明又一邨”的境地!他认为T细胞的质量、数量以及其分布对PD-1/PD-L1的作用是关键,而且肿瘤细胞的基因突变负荷可预测克隆新生抗原的产生,并进一步预告临床研究的结果。表征NSCLC中的T细胞受体谱表,可揭示T细胞受体的异质性与遗传异质性之间的关系。

马教授进一步介绍了在刚结束的ASCO会议上发表的Josh Kroopa的研究结果。他从104位非小细胞肺癌患者身上的不同肿瘤区域摘取样本来看T细胞受体的各种不同的形态,并用单细胞RNA的测序分析(包括Fluidign C1技术平台)来看:TCR谱系多样性反映了基因组多样性;ITH,intra-tumor heterogeneity等。他发现:较高的ITH与较高的疾病复发风险相关。他还用基因组学DNA(gDNA)与互补DNA(cDNA)来研究T细胞受体图谱。目前免疫肿瘤学生物标记物的研发,即以免疫检查点抑制体为典型代表,主要集中在:肿瘤突变负荷;MSI-(H)与T细胞受体的位置关系;T细胞受体可与PD-L1免疫组化结果及肿瘤炎症的关系,等都可能预告的PD-1/PD-L1抑制剂的生物标记物。或具体说TMB(tumor mutational burden)或MSI(Microsatellite instability)的状态可预测抗PD-1/PD-L1的效应。

马教授的精彩报告给大家带来了很大的惊喜,他独到的见解解开了年轻科学家头脑中的不少疑团,受到了热烈的欢迎。当然,肿瘤免疫疗法是人类在抗癌道路上的一个重要里程碑,但研究还在继续,还有更多的谜团有待于破解。

高通量测序技术是对传统测序一次革命性的改变,一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定,因此在有些文献中称其为下一代测序技术(next generation sequencing)足见其划时代的意义。新一代测序技术的核心思想是边合成边测序Sequencing by Synthesis),即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列。NGS(新一代测序)的出现改变了人类探索生命本质的过程和动态,使个体化治疗变为现实,是精准医学的基本技术保障。因此,应用这个技术手段,能大大加快我们对疾病与基因组的认识和了解。更具体地说,就是应用NGS来认识肿瘤的生物标记物,以及与这些标记物紧密相关的肿瘤发病和发展机制,从而达到诊治病人的目的。那么从政府监管的角度又是如何看待这一新技术的呢?未来发展的前景又是什么?这正是下一位来自FDA的演讲嘉宾You Li博士想解读的内容。他的报告题目是:NGS Oncopanels – FDA’s Perspective。他的报告包括四个部分:1.何谓Oncopanel?2.Oncopanel的监管范例 3.以MSK-IMPACT为个案分析验证策略 4.促进新一代测序Oncopanel开发的资源。

NGS的测试方法也变化繁多。可根据生物样本的不同来源,DNA还是RNA,用否DNA扩增,测序的不同方法可产生不同种类的测序protocols。得到的测试结果数据处理和分析,又可采用不同的数据库作为参比来解读。所以方法本身的功能多而强,同时也很复杂,可以用来测序全基因组。

对于肿瘤研究,全基因组测序能提供比较全面和完整的信息;然而,对于临床使用,会明显增加成本,完成整个分析的时间也会延长。因此,全基因组测序用于临床显得不太实际。如果选择一组足够数量,与肿瘤发病、发展、治疗有关的基因进行测序,并形成一个routine gene list,而又能提供临床诊治所需的足够信息,这就产生了Oncopanel。Oncopanel就是基于NGS的一组与肿瘤相关的各种生物学过程途径的标志性基因。通过对这些基因的深度测序,我们可系统地地考量这些基因(或称生物标记物)在发病、发展、转移、死亡过程中所提供的信息,也可提供对药品的品种、剂量、药效、毒性、副作用的各种响应的信息。因此,正确选择Oncopanel,意义极为重大。可以说Oncopanels越来越多地用于临床测试。

现有商用于临床的Oncopanel有三种:1. Oncomine™,由Thermo-Fisher公司推出,2017年6月22日获FDA批准。Oncomine涵盖NSCLC相关的23种基因,采用的生物样本是患者的FFPE的肿瘤组织。测试平台是Ion PGM Dx 系统。2. MSK-IMPACT™(代表可操作癌症靶标的整合突变分析),这是一种用于体细胞突变的高通量,靶向DNA测序组。 MSK-IMPACT由Memorial Sloan Kettering癌症中心(MSK)的病理学系创建,是一种468基因的Oncopanel,旨在检测罕见和常见癌症中的基因突变和其他关键遗传畸变。 虽然MSK-IMPACT之前已被纽约州卫生部批准作为临床试验,但它现在是第一个通过FDA获得授权(11/15/2017)的肿瘤分析实验室开发的试验(LDT)。3. F1CDx™,是由Foundation Medicine, Inc.推出的Oncopanel,2017年11月30日获FDA批准的伴随诊断产品。生物样本也是患者的FFPE肿瘤组织,测试平台是Illumina的HiSeq/MiSeq测序仪。FiCDx™ 涵盖324种基因,及MSI,TMB等,使用各种实体肿瘤检测。即使是FDA批准的第一个伴随诊断的Oncopanel,到目前为止,它也仅用于5种疾病的检测(NSCLC,黑色素瘤,乳腺癌,结直肠癌,卵巢癌)。

FDA将Oncopanel分成三个等级。第一级:伴随诊断水平的Oncopanel,这是一种最基本最重要的检测与治疗产品的药效和安全性紧密相关的体外诊断中的一种。上述F1CDx就是属于这一等级,目前有8个生物标记物为FDA所认定为伴随诊断用的生物标记物。第二级:使用于肿瘤基因突变检测,并证明这些突变具有肯定的、明显重要的临床意义。第三级:也是使用于肿瘤基因突变检测,这些基因突变有可能具有临床意义,尚需进一步肯定和验证。显然第二、第三级的oncopanels未达到伴随诊断产品的水平和要求,但它们的检测结果可用于肿瘤剖析,让主治医生诊治患者的一个依据,但未必与特定的药物或治疗相绑定。

不同等级的Oncopanels,FDA有相应不同的审批标准。对于伴随诊断用的Oncopanels,采用的是PMA,pre-market approval,属Class III标准;而用于肿瘤剖析的是510(k)clearance,属Class II标准。

因此,Oncopanels都属IVD(体外诊断)设备,但级别不同,审批标准不同,临床应用的范围也不同。

李博士然后以MSK-IMPACT为例,具体解读了NGS肿瘤剖析510(k)送审所需的文件和验证材料。首先应对送审设备要有详细准确的描述,诸如:分析配置,分析性能,最低检测极限(灵敏度),精准性,重复性,可靠性,MSI的验证,等等。至于这些文件,方法,数据,验证过程等详细情况可参阅FDA的网页。

李博士最后指出:1. NGS Oncopanel允许从肿瘤标本中检测基因组全貌(体细胞突变)。肿瘤基因组分析已成为癌症患者治疗和管理的关键。2. 可用于NGS癌症组的两种审评途径–CDx和肿瘤剖析。3. 认真仔细的分析和临床验证非常必要,以证明安全有效地使用该Oncopanel。

在李博士报告的基础上,FDA器械与辐射健康中心体外诊断与辐射健康办公室分子遗传中心副主任Yun-Fu Hu博士做了一个题为“伴随诊断的开发-FDA的观点”的报告。这个报告从更深层次、更宽视角来阐述FDA对伴随诊断开发相关要点的立场和看法。他的报告有6个部分组成:1.药物及其伴随诊断(CDx)的共同开发;2.研究(用)设备的豁免(IDE);3.补充诊断;4.伴随诊断的后续;5.基于NGS的肿瘤学(基因)小组;6.液体活检。

FDA在2014年8月就发出了“体外伴随诊断指南”并定义为:提供对安全、有效使用相应治疗产品至关重要信息的一种体外诊断。CDx可用来1. 确定对某药物最有可能受益或最有可能发生不良反应的人群;2. 监控患者对药物的响应以调整治疗方案;3. 确定已知治疗产品即药物安全有效的人群。因为这种与药物审批紧密关联的关系,一般而言,FDA期望同时获得CDx和治疗产品的监管批准。根据这样的定义,到目前为止,FDA已经批准了36种与相应药物匹配的伴随诊断,17种分子标记物(ALK, BCR/ABL, BRCA1, BRCA2, BRAF, C-KIT, EGFR, FLT3, HER-2/NEU, IDH2, KIT, KRAS, NRAS, PDGFRB, PD-L1, ROS1, 17p deletion)。

伴随诊断与相应的治疗产品的共同开发过程是非常关键,经常会出现各种具体的挑战的问题。因此,FDA就共同开发两种产品的原则在2016年7月15日发布了指南。由于诊断与医药历来是两个独立的行业,遵循的监管法律法规也不一样,因此,精准医学把这两个业界、监管部门推到了一处,共同开发伴随诊断与新药在实际操作中,确实有很多挑战。好在FDA7/15/2016发出的指南给出了相当具体的指导,因此这里不再重复了。但是指出一点,可以设计一个临床桥式研究来把药物的临床研究与伴随诊断的临床研究关联起来。这个设计要考虑:1.使用充分表征的CTA(clinical trial assay)参与治疗产品的关键试验;2.确保知情同意允许重新测试;3.存档CTA+ 和CTA- 患者标本;4.注释(例如,人口统计学,临床病理学信息);5.重新测试人群所代表的试验人群;6.解决统计分析计划中潜在的不一致,缺失数据,偏差(选择,频谱);7.通过提前和经常提交的方式咨询CDRH,保持良好的沟通。即使在没有桥式研究设计的情况下,也必须考虑:1. 在药物开发计划期间尽早制定生物标志物战略;2.使用经过分析验证的CDx进行注册(包括:指定的标本类型和收集方法;定义的测试平台/技术/试剂;经过验证的测试协议;选定的临床决策点(即:cut-off);等);3.符合QSR,Quality Systems Regulation(质量体系规定)和IDE,Investigational Device Exemption(研究设备豁免)规定。关于QSR和IDE,都可在FDA的网上找到详细的资料,这里就不重复。

对比伴随诊断,什么是补充诊断(complementary diagnostics)?补充诊断也是一种IVD,其识别具有与指示治疗产品的更广泛群体不同的益处 – 风险概况的生物标记物定义的患者子集,但这不是接受治疗产品的先决条件。一个非常典型的例子来说明这两种诊断的性质:同一类PD-1免疫疗法,Merck公司开发了单抗药物Keytruda及相应的伴随诊断设备;而BMS开发了Optivo药物及相应的补充诊断。两种诊断都是用免疫组化反应来看蛋白表达。Merck伴随诊断的抗体源自于22C3菌株,适用于非小细胞肺癌,胃癌,宫颈癌等患者的检测,检测结果决定Keytruda的使用;BMS的补充诊断的抗体源自于28-8菌株,没有具体的PD-L1表达资格要求; 预先指定的分析表明当PD-L1存在时,患者用药后会有更好的反应。

随着肿瘤免疫疗法的成功及发展,相应的伴随诊断也趋于多样以适应不同的情况。因此,伴随诊断开发后的后续也值得关注。有些药物初始时的临床研究针对个别适应症,但后来逐步增加适应症,则伴随诊断也要做相应的变化,尤其体现在治疗产品和伴随诊断产品的说明上,要加以注释。除了适应症以外,药物用于一线治疗还是二线治疗,意味着患者人群会有变化,当然诊断设备要有相应的变化。这些变化都要按照规定加以落实并得到批准。

由于李博士的报告已把Oncopanel的有关规定讲解的非常全面了,因此胡博士就越过了这一部分。

以上这些诊断设备及相关规定,都是以实体肿瘤的FFPE组织切片为生物样本的。最近分子生物学技术的发展证明液体活检也能提供重要的生物标记物的信息。液体活检的最大优势就是生物样品的来源容易,没有肿瘤组织这样明显的异质性。最大的挑战是灵敏度和可靠性。FDA对这一领域的动态和进展很关注。FDA已批准第一个用NSCLC患者的血液检测与疾病相关的基因突变。罗氏公司的cobas EGFR mutation test V2就是这种类型的伴随诊断试剂盒。

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胡博士最后总结了他的演讲,1.对于伴随诊断的申报,做好共同开发计划是个关键。在做临床研究的设计时,就要考虑好伴随诊断将来的应用和要求;如果要做研究用设备豁免,则要首先对诊断设备的风险有充分的估计和判定。2.当前在生物标记物和伴随诊断领域的热点是:肿瘤相关基因组,Oncopanels;液体活检即cfDNA或ctDNA的使用;伴随诊断的后续(Me too?);补充诊断。他的演讲全面地总结了伴随诊断所必须遵守法律法规的方方面面,非常清晰地点明了今后的努力方向。

总之,这三位嘉宾的演讲都十分精彩,使听众们享受了一番生物标记物的丰盛“大餐”。演讲后,互动和提问阶段也十分活跃。有8位听众提了他们等待已久的问题,嘉宾们一一回答了这些问题。报告会主持人向所有参与组织这次活动的志愿者、资助商致谢。报告会在热烈的、意犹未尽的气氛下圆满结束。

 

(BMG根据Yixing Han的记录撰稿)

 

 

 

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